用SGP4模型和卡尔曼滤波实现空间碎片轨道预报 被引量：9

1

作者 史纪鑫 曲广吉 《航天器环境工程》 2005年第5期273-277,共5页

文章将扩展卡尔曼滤波算法成功应用于求空间碎片的双行元初值及其轨道预报问题。首先推导出扩展的卡尔曼滤波求双行元的计算公式；然后针对地面观测站对空间碎片的监测进行了应用研究,编制了相应的计算程序并进行了数学仿真。结果表明... 文章将扩展卡尔曼滤波算法成功应用于求空间碎片的双行元初值及其轨道预报问题。首先推导出扩展的卡尔曼滤波求双行元的计算公式；然后针对地面观测站对空间碎片的监测进行了应用研究,编制了相应的计算程序并进行了数学仿真。结果表明该算法可以较准确地得到监测目标的双行元初值,从而可实现中长期轨道预报。 展开更多

关键词 卡尔曼滤波 sgp4模型 双行元 轨道预报

下载PDF 职称材料

低轨卫星轨迹预测和可视化研究 被引量：5

2

作者 张奔 陈祥 孙华 《信息化研究》 2019年第3期40-45,共6页

理想情况下,基于开普勒定律的6个轨道参数可以用来描述卫星轨迹,但是卫星在实际运行过程中会受到各种摄动力和地球扁平的影响。针对低轨卫星的预测,基于TLE格式的SGP4模型考虑了地球非球形引起的引力摄动和大气阻力的影响,对周期小于255... 理想情况下,基于开普勒定律的6个轨道参数可以用来描述卫星轨迹,但是卫星在实际运行过程中会受到各种摄动力和地球扁平的影响。针对低轨卫星的预测,基于TLE格式的SGP4模型考虑了地球非球形引起的引力摄动和大气阻力的影响,对周期小于255min的低轨卫星轨迹的预测更为精确。文章以天宫二号为例,采用SGP4模型对其轨迹进行预测,计算出卫星轨迹点并在二三维地图上绘制出卫星轨迹,实现卫星可视化。借助于当前流行的虚拟现实技术,用户佩戴VR眼镜可以沉浸于三维场景中去观察卫星轨迹,表现方式更加形象、直观。 展开更多

关键词 sgp4模型 TEL 卫星轨迹 可视化

下载PDF 职称材料

基于北斗授时和星历的卫星跳频通信方法 被引量：4

3

作者 崔勇强 陈曦 +1 位作者 熊华 李洪星 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期1643-1648,共6页

提出了一种基于北斗授时和卫星星历实现跳频同步并且适用于卫星与地面站上下行链路的跳频通信方法。首先基于卫星星历,采用SGP4模型预测卫星轨道,计算卫星与地面站的相对位置和相对速度,然后估计电波传播时延和多普勒频偏,最后在地面站... 提出了一种基于北斗授时和卫星星历实现跳频同步并且适用于卫星与地面站上下行链路的跳频通信方法。首先基于卫星星历,采用SGP4模型预测卫星轨道,计算卫星与地面站的相对位置和相对速度,然后估计电波传播时延和多普勒频偏,最后在地面站分别进行预校正与补偿,完成星地的高速跳频通信。仿真实验结果表明,与传统的跳频系统相比,该方法硬件复杂度低,电波传播时延估计精度优于300ns,归一化多普勒频偏估计精度优于1×10^(-8),开销为1%时跳频速率可达20 000Hops/s,具有优良的抗干扰和抗截获性能。 展开更多

关键词 北斗授时 卫星星历 sgp4模型 多普勒频偏 跳频速率

原文传递

基于影像浏览技术的卫星成像编程申请服务的实现 被引量：4

4

作者 周岳昆 章文毅 《微计算机信息》 2010年第18期21-23,31,共4页

本文给出了基于3维地球模型的卫星成像申请服务系统的架构以及关键技术的实现;创新性地将地球影像浏览技术应用于对地观测卫星的成像申请服务系统中,并针对申请需求实现了相关信息的显示与处理功能。

关键词 World WIND JAVA sgp4模型 GML 卫星成像编程申请

下载PDF 职称材料

光电设备卫星轨道预报摄动模型修正方法及精度分析 被引量：3

5

作者 于洋 李丹 +1 位作者 崔爽 王思雯 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2278-2285,共8页

在利用卫星轨道预报数据对光电跟踪设备进行引导时,需要根据卫星的轨道根数及光电设备站址坐标解算卫星引导数据,国际上采用较为广泛的卫星轨道预报模型为基于TLE格式的SGP4/SDP4模型(简化常规/深空扰动的近似解析解模型),该模型具有较... 在利用卫星轨道预报数据对光电跟踪设备进行引导时,需要根据卫星的轨道根数及光电设备站址坐标解算卫星引导数据,国际上采用较为广泛的卫星轨道预报模型为基于TLE格式的SGP4/SDP4模型(简化常规/深空扰动的近似解析解模型),该模型具有较高的运算速度,但解算精度往往无法满足光电设备引导的需要,因此在解算卫星引导数据时,需要采用卫星轨道摄动的力学模型对轨道进行修正,针对地球引力场、日月引力、上层大气阻力、太阳辐射压等主要的摄动力模型进行了分析并对卫星轨道进行了修正,经摄修正后,卫星轨道预报精度由方位20'、俯仰10'提高到方位2'、俯仰1',预报精度提升了约一个数量级。 展开更多

关键词 sgp4模型 卫星轨道预报 摄动模型 光电设备

下载PDF 职称材料

基于FPGA+MPC8260内核的微纳卫星地面站通信机设计 被引量：3

6

作者 陈巡 张翔 +1 位作者 韩戴如 李洲 《电子设计工程》 2020年第1期144-148,共5页

针对低轨微纳卫星星地通信信道短时突发、高动态的特点,设计了基于FPGA+MPC8260内核的地面站通信机。通信机使用FPGA芯片实现信号的调制与解调,使用MPC8260芯片完成通信机的数据管理以及与上位机的交互。通信机上行链路基于AFSK调制,上... 针对低轨微纳卫星星地通信信道短时突发、高动态的特点,设计了基于FPGA+MPC8260内核的地面站通信机。通信机使用FPGA芯片实现信号的调制与解调,使用MPC8260芯片完成通信机的数据管理以及与上位机的交互。通信机上行链路基于AFSK调制,上行信号的发送采用FSK/FM二次调制的方法。下行链路基于BPSK解调,针对下行信号的短时突发性以及由于星地间的相对高速运动产生的多普勒频移,本文设计了一种开环结构的解调器,结合SGP4模型,根据低轨卫星的轨道对接收时刻地面站收到的卫星信号频率进行预估,以补偿校正本地载波频率。测试表明,通信机上行链路杂散抑制大于50 dBc,下行链路载波校正误差在300 Hz以内,满足通信机性能要求。 展开更多

关键词 星地通信 通信机 FSK/FM二次调制 sgp4模型

下载PDF 职称材料

基于SGP4模型与多普勒频移的改进定轨方法 被引量：3

7

作者 陆正亮 张翔 +1 位作者 刘洋 廖文和 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1360-1366,共7页

立方体卫星广泛使用两行根数(two-line element,TLE)结合SGP4模型作为定轨的唯一或是备份手段。针对SGP4模型长期预报误差积累的问题,分析了模型的误差来源及分布情况,提出两种利用地面观测站测量多普勒频移提高定轨精度的方法。一种方... 立方体卫星广泛使用两行根数(two-line element,TLE)结合SGP4模型作为定轨的唯一或是备份手段。针对SGP4模型长期预报误差积累的问题,分析了模型的误差来源及分布情况,提出两种利用地面观测站测量多普勒频移提高定轨精度的方法。一种方法直接修正大气阻力项系数,结果表明能大幅减小速度方向上的预报误差,将预报10天的位置精度提高到4km以内。另一种方法将已知的两行根数更新为卫星过境时刻的两行根数,然后修正纬度幅角,修正后短期预报误差能基本消除但长期精度不如前一种方法。通过对在轨立方体卫星的实际测量也验证了上述的结论。 展开更多

关键词 立方体卫星 两行根数 sgp4模型 多普勒频移

下载PDF 职称材料

基于SGP4模型的卫星多普勒频移补偿方法研究 被引量：2

8

作者 刘溪 黄聪 +2 位作者 崔勇强 陈曦 吴敏渊 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第21期154-158,共5页

针对卫星与地面站进行通信时,地面站接收到的信号存在明显的多普勒频移现象,提出了一种基于SGP4模型的卫星多普勒频移补偿算法。首先,根据开普勒定律推导出多普勒频移公式;然后由卫星星历信息,基于SGP4模型预测出卫星的轨道,计算出卫星... 针对卫星与地面站进行通信时,地面站接收到的信号存在明显的多普勒频移现象,提出了一种基于SGP4模型的卫星多普勒频移补偿算法。首先,根据开普勒定律推导出多普勒频移公式;然后由卫星星历信息,基于SGP4模型预测出卫星的轨道,计算出卫星和地面站之间的相对位置和相对速度,得出多普勒频偏,在地面站分别进行预校正与补偿;最后,使用STK/HPOP生成标称轨道对SGP4模型生成的预测轨道进行误差分析和性能评估。仿真结果表明,对于工作在Ka频段、轨道高度200~1 000 km的低轨卫星,多普勒频偏估计精度优于50 Hz,精度高;随着轨道高度的增加,多普勒频偏估计更加精确。 展开更多

关键词 多普勒频偏 sgp4模型 STK/HPOP 卫星星历 误差分析

下载PDF 职称材料

基于SGP4模型的空间站跟踪算法 被引量：1

9

作者 王霄 李伟超 +3 位作者 杨旭海 钦伟瑾 王伟 李志刚 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2023年第5期84-89,共6页

中国空间站天和核心舱的成功发射标志着我国空间站在轨组装建设进入全面实施阶段。空间站入轨运行后,实现地面站对空间站的跟踪观测是获取科学数据的前提。本文根据空间站TLE轨道参数,基于现有的简化常规摄动(SGP4)模型,研究地面观测站... 中国空间站天和核心舱的成功发射标志着我国空间站在轨组装建设进入全面实施阶段。空间站入轨运行后,实现地面站对空间站的跟踪观测是获取科学数据的前提。本文根据空间站TLE轨道参数,基于现有的简化常规摄动(SGP4)模型,研究地面观测站地平式设备观测空间站的跟踪角度的计算算法;根据研究方法计算西安站观测空间站的跟踪角度,并与利用STK软件的计算结果进行对比,发现两者差值小于0.001°,证明了该算法的正确性;在此基础上,进一步研究TLE轨道参数的有效预报时长,为地面站观测空间站等低轨目标提供支持。 展开更多

关键词 中国空间站 sgp4模型 坐标系 方位角

下载PDF 职称材料

地球同步轨道卫星结构爆炸解体碎片的轨道仿真 被引量：1

10

作者 周宵灯 崔村燕 +2 位作者 赵蓓蕾 詹翔 王岩 《上海航天》 CSCD 2018年第5期97-102,共6页

为快速确定与预报卫星在轨爆炸解体产生的大量空间碎片的轨道,提出了一种基于ANSYS/AUTODYN、MATLAB、STK等多软件平台联合仿真分析卫星结构爆炸解体碎片运行轨道的方法。利用ANSYS/AUTODYN对典型薄壁圆柱模拟地球同步轨道卫星结构进行... 为快速确定与预报卫星在轨爆炸解体产生的大量空间碎片的轨道,提出了一种基于ANSYS/AUTODYN、MATLAB、STK等多软件平台联合仿真分析卫星结构爆炸解体碎片运行轨道的方法。利用ANSYS/AUTODYN对典型薄壁圆柱模拟地球同步轨道卫星结构进行爆炸数值分析,得到碎片的数量、质量分布和速度特性信息。再利用MATLAB软件对卫星爆炸仿真得到的碎片参数进行处理,将处理后的数据导入到STK软件的通用摄动SGP4模型中,得出卫星爆炸碎片的早期轨道数据。最后对爆炸碎片的轨道分布、速度增量、轨道演化等进行分析。结果表明:该方法能满足大量爆炸碎片的轨道仿真要求,能有效提高碎片轨道信息转换效率,对目前难以跟踪的cm级以下碎片,也能提供相应的初始轨道数据,使用方便,通用性好。研究结果可为快速捕获卫星爆炸碎片,及时规避航天器碰撞风险提供参考。 展开更多

关键词 sgp4模型 ANSYS/AUTODYN软件 卫星爆炸 空间碎片 轨道仿真

下载PDF 职称材料

机载反卫星导弹的拦截算法研究 被引量：1

11

作者 丁娣 刘新建 +1 位作者 陈新民 彭伟斌 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第S8期370-372,376,共4页

探讨了机载反卫星导弹的拦截算法,即已知目标卫星轨道根数,推算导弹发射的空间位置、方位和初始条件,这是一个典型的两点边值问题。建立了导弹的拦截弹道模型后,在可行域中任意选取一点,用牛顿迭代法求解非线性方程组,只需经过有限步迭... 探讨了机载反卫星导弹的拦截算法,即已知目标卫星轨道根数,推算导弹发射的空间位置、方位和初始条件,这是一个典型的两点边值问题。建立了导弹的拦截弹道模型后,在可行域中任意选取一点,用牛顿迭代法求解非线性方程组,只需经过有限步迭代就可以得到满足精度要求的解,所以牛顿迭代法是解决此两点边值问题较为合适的算法。文中的研究在机载反卫星中具有一定的参考应用价值。 展开更多

关键词 两点边值问题 轨道预测 sgp4模型 牛顿迭代法

下载PDF 职称材料

HY-1C卫星运行轨道的计算研究

12

作者 刘建阳 毛志华 施逸 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2022年第1期53-63,共11页

轨道数据是卫星资料处理过程涉及的重要参数,高质量HY-1C卫星产品离不开准确的轨道计算。本文从两行报(Two-Line Orbital Element,TLE)中提取数据,使用STK(Satellite Tool Kit)软件准确模拟出卫星轨道并输出星历表,通过比较两种计算HY-1... 轨道数据是卫星资料处理过程涉及的重要参数,高质量HY-1C卫星产品离不开准确的轨道计算。本文从两行报(Two-Line Orbital Element,TLE)中提取数据,使用STK(Satellite Tool Kit)软件准确模拟出卫星轨道并输出星历表,通过比较两种计算HY-1C卫星轨道算法的精度,评估摄动因素对轨道计算的影响。方法一未考虑摄动,以参考时间的轨道根数为基础外推出观测时间的星历参数,进而计算卫星轨道数据;方法二采用考虑摄动的SGP4模型进行轨道计算。结果表明摄动对轨道计算结果影响明显:不考虑摄动的算法随着时间的推移误差显著增大,0.5 h内位置和速度误差分别小于10 km和10 m/s;考虑摄动的SGP4模型算法计算速度快、计算精度高且稳定性好,24 h内位置和速度误差分别小于68 m和0.051 m/s。因此,SGP4模型算法可用于近轨卫星HY-1C的高精度轨道计算。 展开更多

关键词 轨道计算 两行报 摄动 sgp4模型 STK软件

下载PDF 职称材料

基于随机点模拟方法分析空间目标危险交会

13

作者 苍中亚 薛炳森 +1 位作者 程国生 朱小露 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期596-602,共7页

基于SGP4模型在空间目标轨道预报中的应用,在预报的位置速度信息和误差信息基础上,提出一种空间两目标碰撞预警的分析方法,即随机点模拟方法.与传统的交会平面积分方法相比,其主要有两点不同:一是在误差信息中考虑了误差均值的影响,即... 基于SGP4模型在空间目标轨道预报中的应用,在预报的位置速度信息和误差信息基础上,提出一种空间两目标碰撞预警的分析方法,即随机点模拟方法.与传统的交会平面积分方法相比,其主要有两点不同:一是在误差信息中考虑了误差均值的影响,即误差椭球不再以预报位置为中心分布;二是在分析方法上侧重于真实模拟可能的交会情形,而不忽略任一方向上的误差.通过算例分析验证了该方法的可行性,结果表明误差均值的非零性使得最大碰撞概率不一定出现在预报的最近交会距离时刻.同时仿真结果还表明,两目标在相对速度方向上的相对位置仍然存在误差,这可能造成随机点模拟的碰撞概率计算值较交会平面积分方法偏小.不同的碰撞预警分析方法对应不同的预警门限,根据文中实例,初步确定10^(-6)为随机点模拟方法的红色预警值. 展开更多

关键词 TLE根数 sgp4模型 误差椭球 碰撞预警

下载PDF 职称材料

基于UKF的航天器双行根数转换方法

14

作者 龚秋武 毛永军 +2 位作者 杨舒农 陈鼎 白云 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2021年第2期16-22,共7页

确定航天器在轨双行根数(Two Line Elements,TLEs)是进行轨道预报的前提,文章以航天器双行根数为状态变量,以飞行位置和速度为测量变量,提出基于无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)的航天器双行根数转换方法。仿真结果表明:... 确定航天器在轨双行根数(Two Line Elements,TLEs)是进行轨道预报的前提,文章以航天器双行根数为状态变量,以飞行位置和速度为测量变量,提出基于无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)的航天器双行根数转换方法。仿真结果表明:方法有效可行,能快速转换得到双行根数。当测量噪声位置误差为10 m时,转换得到的双行根数精度均达到了其标准格式精度;使用UKF转换的双行根数进行轨道预报,预报时长取一天,位置和速度的预报值与STK仿真值之间的误差分别在10 m和0.008 m/s以内。在大测量噪声和大初始误差条件下,UKF仍能转换得到满足精度要求的双行根数。 展开更多

关键词 双行根数 sgp4模型 无迹卡尔曼滤波

下载PDF 职称材料

基于SGP4模型的卫星轨道计算 被引量：32

15

作者 刁宁辉 刘建强 +1 位作者 孙从容 孟鹏 《遥感信息》 CSCD 2012年第4期64-70,共7页

以TERRA卫星为例介绍两行元素轨道报的格式,采用SGP4模型计算TERRA卫星的卫星轨道,即卫星的实时位置和速度;并计算卫星相对于北京地面站的方位角和高度角。最后利用STK软件的模拟结果进行精度评价。结果表明,计算结果精度较高,具有实际... 以TERRA卫星为例介绍两行元素轨道报的格式,采用SGP4模型计算TERRA卫星的卫星轨道,即卫星的实时位置和速度;并计算卫星相对于北京地面站的方位角和高度角。最后利用STK软件的模拟结果进行精度评价。结果表明,计算结果精度较高,具有实际应用价值。 展开更多

关键词 TERRA 两行元素轨道报 sgp4模型 方位角 高度角

下载PDF 职称材料

基于SGP4模型的卫星轨道预报与精度分析 被引量：4

16

作者 庄启智 窦鑫 《无线互联科技》 2016年第5期8-9,共2页

在太空中空间碎片随时可能与航天器发生碰撞,碰撞预警即已知卫星当前时刻的状态,预测未来位置和速度。文章通过SGP4模型计算FENGYUN 3C从2014年10月的TLE数据,预报7天内的卫星轨道参数,并TLE数据参考时刻的轨道参数求差并进行分析,得出... 在太空中空间碎片随时可能与航天器发生碰撞,碰撞预警即已知卫星当前时刻的状态,预测未来位置和速度。文章通过SGP4模型计算FENGYUN 3C从2014年10月的TLE数据,预报7天内的卫星轨道参数,并TLE数据参考时刻的轨道参数求差并进行分析,得出向前预测的轨道坐标与速度结果优于向后预测的轨道坐标与速度。通过内符合分析方法发现,FENGYUN 3C为例的近极地太阳同步轨道卫星,利用TLE数据和SGP4模型可预报其卫星轨道,获得较好的轨道结果,尤其在Y方向的分量上。这一结论显示SGP4模型能够在一定时间段内较准确地预报出卫星轨道参数,有效服务于碰撞预警系统,具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 FENGYUN 3C 两行元素(TLE) sgp4轨道预报模型 均方根误差

下载PDF 职称材料

基于TLE和SDP4模型的GPS+北斗混合系统DOP值模拟 被引量：2

17

作者 戴仔强 邢芳 《指挥信息系统与技术》 2015年第4期68-72,共5页

以卫星两行轨道根数(TLE)和简化常规/深空扰动的近似解析解(SGP4/SDP4)模型预报卫星的空间位置,并以南京地区某地面站为例,分析了单北斗、单全球定位系统(GPS)和GPS+北斗3种卫星定位系统下南京地区的精度衰减因子(DOP)在2013-05-16—201... 以卫星两行轨道根数(TLE)和简化常规/深空扰动的近似解析解(SGP4/SDP4)模型预报卫星的空间位置,并以南京地区某地面站为例,分析了单北斗、单全球定位系统(GPS)和GPS+北斗3种卫星定位系统下南京地区的精度衰减因子(DOP)在2013-05-16—2013-05-23 1周时间的变化特点,以指导制定地面全球导航卫星系统(GNSS)观测方案。该分析可增强对GPS和北斗系统定位精度了解。 展开更多

关键词 北斗卫星导航系统 全球定位系统 两行轨道根数 简化常规/深空扰动的近似解析解模型

下载PDF 职称材料